Esporulación

Esporulación

Así como la mitosis es un proceso mediante el cual una célula se divide en dos, la esporulación es un proceso que hace referencia a la formación de esporas. Es un tema muy interesante que también tiene que ver con la reproducción asexual de organismos como plantas, bacterias, hongos, incluso amebas.

Así que si estas buscando la definición de esporulación, aquí en Buscador te diremos qué significa y en qué consiste dicho proceso. Incluso te hablaremos sobre los diferentes tipos de esporas.

¿Qué es esporulación?

Como se indicaba, la esporulación se relaciona con la formación de esporas. Más específicamente su definición dice lo siguiente:

Esporulación es un proceso mediante el cual se forman esporas a partir de células vegetativas en condiciones ambientales desfavorables.

En base a esto, es posible describir la esporulación como una respuesta adaptativa que posibilita a los organismos, sobrevivir antes condiciones adversas. Estas condiciones desfavorables pueden ser la radiación solar, el calor, el frío extremo, o la falta de nutrientes.

Definición de esporulación

En comparación con las células vegetativas, las esporas, las cuales se forman durante la esporulación, son estructuras compuestas de varias capas que tienden a ser inactivas. Este rasgo característico hace posible que algunas de estas esporas mantengan el contenido genético del organismo, incluso durante las condiciones ambientales más extremas.

Hay que decir que durante determinadas condiciones desfavorables, y de acuerdo con el organismo, algunas células vegetativas atraviesan por una serie de cambios morfológicos, que al final producen las esporas.

Organismos que producen esporas

Pero las esporas no solamente contienen material genético. De hecho, también contienen un poco de citoplasma, determinados ácidos, ribosomas, así como enzimas apropiadas para el proceso. Todo esto le permite a la espora germinar en condiciones ambientales no favorables.

Algunos de los organismos que pueden producir esporas incluyen:

  • Las plantas
  • Algas
  • Bacterias
  • Hongos
  • Amebas

No obstante, y como veremos a continuación, dependiendo del organismo, las esporas varían significativamente.

Tipos de esporas

Los diferentes tipos de esporas que existen se mencionan a continuación:

  • Las esporas sexuales
  • Esporas asexuales
  • Esporas vegetativas
  • Microesporas de plantas
  • Megaesporas de plantas
  • Exoesporas
  • Endosporas

Esporulación en plantas

Aunque no todas, algunas plantas tienen la capacidad de reproducirse mediante el proceso de esporulación. Incluso, muchas de estas plantas cuentan con ciertas partes que se encargan específicamente de formar las esporas. A dichas partes se les denomina esporángios, y se localizan en la zona posterior de la hoja.

Formación de esporas en las plantas

Su única función, como se ha dicho, es la formación de esporas. También hay que decir que este tipo de plantas que producen esporas, alternan el proceso de reproducción, con una reproducción sexual. Por lo tanto, las nuevas plantas pueden ser el resultado, ya sea de la reproducción sexual, o asexual.

En cuanto a la liberación de esporas, esto sucede cuando las esporas ya están maduras. Es entonces que se liberan al medio ambiente, donde son capaces de sobrevivir a las altas temperaturas. Incluso pueden soportar determinados químicos que pueden destruir la célula vegetativa.

También se sabe que pueden soportar la radiación, así como otros ambientes extremos desfavorables. Sin embargo, una vez que las condiciones del ambiente mejoran, la espora puede germinar conforme la planta regresa al crecimiento vegetativo original.

En consecuencia y dependiendo de cada organismo, la formación de espora puede producirse o ser desencadenada gracias a condiciones ambientales adversas como la falta de nutrientes, o la poca luz. Incluso este proceso puede ser parte de un ciclo de vida habitual durante la reproducción.

Proceso de esporulación en bacterias

Gran parte de las bacterias que producen esporas son bacilos gramnegativos, los cuales tienen forma de bastón. Entre ellos se destacan el Bacillus aerobio, así como diferentes especies de Clostridium anaeróbicas. Pero si bien se ha demostrado que ciertas bacterias producen esporas, solo hay unas pocas especies en muy pocos géneros de bacterias.

formación de esporas en bacterias

Ahora bien, en función del tipo de bacteria, se forman cuatro tipos de esporas. Estas son:

  • Endosporas. Son el tipo de esporas más comunes, que usualmente son producidas por bacterias Clostridium, Sportosarcina y Bacillus.
  • Quistes. Son un grupo de células que se unen para mantenerse vivas en condiciones ambientales desfavorables. A menudo se les encuentra en especies de Azotobacter.
  • Mixosporas. Se trata de un tipo de espora que está formada por mixobacterias o mixobacterates. A este tipo de esporas se les denomina células en reposo, y se sabe que pueden sobrevivir en condiciones extremas como luz ultravioleta, desecación, y altas temperaturas.
  • Exosporas. En este caso es un tipo de esporas producidas por especies del género filo Actinobacteria. Son esporas que surgen como resultado de la gemación del micelio, e incluso pueden sobrevivir en condiciones adversas, mucho mejor que las células vegetales.

No obstante que las esporas tienen un rol importante en el ciclo de vida de las bacterias, en realidad no son una etapa obligatoria. En consecuencia, las esporas suelen ser comunes incluso durante las condiciones ambientales adversas.

Además, existen bacterias esporulantes, las cuales son ubicuas, y se les puede encontrar en el agua, el suelo, y el aire, así como en otros entornos de la naturaleza.

Mecanismos de supervivencia

Si bien es cierto que las condiciones no favorables, como el caso de la disminución de fuentes de alimentación, tienen un rol importante en la esporulación, este proceso no comienza de inmediato. De hecho, lo que sucede es que las bacterias intentan trasladarse hacia un área donde existen mejores condiciones ambientales.

Si las fuentes de nutrientes disminuyen, las bacterias intentarán trasladarse hacia una nueva ubicación. Esto lo hacen a través de un proceso que es conocido como quimitaxis. Otros mecanismos de supervivencia implican los intentos por adaptarse a las nuevas condiciones.

También se sabe que las bacterias pueden modificar su modo de reproducción. En consecuencia, el proceso de formación de esporas se lleva a cabo como última estrategia de supervivencia. Sin embargo, antes de que la célula comience el proceso de esporulación, se deben cumplir estas condiciones:

  • En primer lugar, la integridad cromosómica.
  • Después el Ciclo de Krebs.

Formación de esporas en hongos

Los hongos también producen una amplia variedad de esporas, en diferentes tamaños, formas, y otras características de superficie. En estos organismos, las esporas producidas sexualmente, se mantienen latentes para sobrevivir, mientras que las que se producen asexualmente, se utilizan para la dispersión. Las esporas asexuales, producidas por mitosis, se liberan en enormes cantidades, y además son genéticamente idénticas.

Formación de esporas en los hongos

Gracias a esto, las esporas asexuales tienen un rol fundamental en la reproducción, al momento que alcanzan el sustrato apropiado en el medio ambiente, luego de la dispersión. Algunos de los tipos de esporas producidas por los hongos incluyen:

  • Clamidospora. Es un tipo de espora de hongos, la cual se genera a partir de las estructuras de las hifas durante condiciones climáticas adversas. Se caracterizan por tener una pared gruesa y melanizada, la cual protege el contenido de la espora.
  • Ascomycota. Los hongos ascomicetos producen esporas tanto sexuales, como asexuales.
  • Zygomycota. Igualmente son capaces de producir tanto esporas sexuales, como asexuales.

Esporulación en la ameba

La mayoría de las amebas se reproducen asexualmente mediante procesos como la fisión binaria, la regeneración, y la esporulación. En este caso, cuando las condiciones ambientales son adversas, es decir, que hay frío, calor, inanición, etc., las amebas responden formando una pared quística protectora.

Esporulación en amebas

Este tipo de protección se conoce como enquistamiento, y se distingue por lo siguiente:

  • Se eliminan los pseudópodos
  • También hay una formación de una capa protectora dura.
  • Se presenta inactividad.

También es importante señalar que algunas bacterias como la E. coli, son capaces de sobrevivir a condiciones extremas, al mantenerse dentro del quiste de amebas como A. castellanii. Lo que hace este enquistamiento es proteger a dichos organismos de diferentes condiciones externas, como una nutrición deficiente, alta acidez, antibióticos, etc.

Cambios químicos y moleculares

Además de los cambios morfológicos que se observan durante el proceso de esporulación en las amebas, también se presentan cambios químicos y moleculares. Entre ellos destacamos los siguientes:

  • Cambios en el metabolismo, de aeróbico a metabolismo anaeróbico, hasta llegar a una inactividad completa.
  • También se presenta un recambio muy rápido en cuanto a los compuestos fosforilados.
  • Adicionalmente se presenta una pérdida significativa de ARN celular, así como ADN, y otras proteínas. A pesar de ello, esta demostrado que algunas especies de amebas son capaces de sintetizar de forma gradual Ácido ribonucleico y proteínas.

Cuando se presenta la inanición, las células de la ameba se unen y forman agregados, los cuales se alargan creando lo que se conoce como “babosa migratoria”. Este organismo esta compuesto por más de 100,000 células, y se vuelve erguida conforme las células del talle que se ubican en su punta, forman un conducto de celulosa.

De esta manera, a medida que las células ingresan en dicho conducto, se vacían y fortalecen la ameba. En la parte inferior del tallo, donde se encuentra el estrado, las células pre-tallo escalan e ingresan en el tallo, después de lo cual ingresa la prespora.

Una vez que el tallo se ha formado por completo, la prespora se encapsula y después se transforma en esporas inactivas. Todas estas esporas se mantienen protegidas por una capa de proteína.

Video sobre esporulación:

Fuentes:

Britannica – Spore

https://www.britannica.com/science/spore-biology

Science Direct – Sporogenesis

https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/sporogenesis

BUJU’S – Sporulation

https://byjus.com/biology/sporulation/

Encyclopedia.com – Sporulation

https://www.encyclopedia.com/science-and-technology/biology-and-genetics/cell-biology/sporulation

BUJU’S – Difference Between Endospore and Exospore

https://byjus.com/biology/difference-between-endospore-and-exospore/

VetBact – Spores

http://www.vetbact.org/index.php?displayextinfo=70